GSM-R核心網(wǎng)移動業(yè)務(wù)交換機維護

■ 狄彩虹

我國高速鐵路的發(fā)展，相應(yīng)地推動著鐵路通信信號技術(shù)向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化的方向發(fā)展。鐵路GSM-R技術(shù)正式應(yīng)用于高速鐵路行車指揮運營當(dāng)中，為鐵路行車調(diào)度系統(tǒng)提供高度可靠、高度安全、快速接入的綜合移動通信系統(tǒng)。GSM-R技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)志著通信技術(shù)在鐵路行車中的作用發(fā)生質(zhì)的飛躍，同時對鐵路通信設(shè)備維護提出了新的要求。移動業(yè)務(wù)交換中心（M SC）作為GSM-R系統(tǒng)的核心設(shè)備，其維護在整個系統(tǒng)維護中處于重中之重的地位。M SC的運營維護目標(biāo)是保證網(wǎng)絡(luò)處于最佳運行狀態(tài)，使其運行服務(wù)質(zhì)量（QoS）能夠滿足鐵路應(yīng)用需求。北京核心網(wǎng)移動業(yè)務(wù)交換機隨著京津城際鐵路的開通而正式投入運營。移動交換技術(shù)在我國鐵路應(yīng)用時間短，幾乎沒有現(xiàn)成經(jīng)驗可以借鑒。通過這幾年對交換機的維護，鐵路第一代GSM-R通信技術(shù)人員對交換機的日常維護總結(jié)出一套行之有效的方法，保障了M SC交換機維護質(zhì)量，使之能夠滿足鐵路業(yè)務(wù)使用時的需求。

1 MSC在GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的主要應(yīng)用

M SC是網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）的核心，主要處理和協(xié)調(diào)GSM系統(tǒng)用戶的通信連接，完成基本的交換功能，同時提供面向系統(tǒng)其他功能實體的接口功能，把移動用戶與移動用戶、移動用戶與固定網(wǎng)用戶互相連接，可為移動用戶提供一系列服務(wù)。訪問用戶位置寄存器（VLR）存儲著進入其控制區(qū)域內(nèi)已登記的移動用戶相關(guān)信息，并從該移動用戶的歸屬位置寄存器（HLR）處獲取并存儲必要的數(shù)據(jù)，為已經(jīng)登記的移動用戶提供建立呼叫接續(xù)的必要條件。VLR和M SC之間有大量的數(shù)據(jù)需要存取，為提高移動管理和呼叫建立速度，VLR總是和MSC實現(xiàn)功能綜合，以M SC/ VLR形成一個物理實體。

北京核心網(wǎng) M SC/ VLR移動交換中心除擔(dān)負(fù)以上兩個實體外，還擔(dān)負(fù)著全路信令轉(zhuǎn)接點（STP），智能業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)交換點（SSP），組呼寄存器（GCR）等實體功能。與既有HLRi、業(yè)務(wù)控制點（SCP）、短消息中心（SM SC）設(shè)備直接相連，為京津城際鐵路和石太、京九線及京滬高速鐵路等無線網(wǎng)絡(luò)和必要的固定網(wǎng)絡(luò)（FAS）提供交換功能，為GSM-R網(wǎng)絡(luò)與固定網(wǎng)絡(luò)（PSTN/ISDN/PABX）、與其他局向的M SC互聯(lián)互通時提供需要的功能。它能夠處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫（包括用戶數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)），用于建立、傳送和清除連接的各種信令協(xié)議。

隨著高速鐵路的陸續(xù)建成投入運行，北京M SC陸續(xù)與其他鐵路局各核心節(jié)點M SC實現(xiàn)互聯(lián)，為各GSM-R核心節(jié)點及各條高速鐵路GSM-R系統(tǒng)提供基本話音業(yè)務(wù)、電路域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、與呼叫相關(guān)的業(yè)務(wù)和其他鐵路特定業(yè)務(wù)，擔(dān)負(fù)起全路GSM-R網(wǎng)核心職能。話音業(yè)務(wù)主要包括點對點話音呼叫、語音廣播、語音組呼等業(yè)務(wù)；電路域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)主要提供透明傳輸通道。如與列控?zé)o線閉塞中心（RBC）節(jié)點之間進行互聯(lián)，實現(xiàn)車-地之間數(shù)據(jù)信息傳送；增強型多優(yōu)先級與強拆、高級呼叫處理、號碼識別業(yè)務(wù)等；與智能網(wǎng)共同為鐵路提供特定業(yè)務(wù)包括功能尋址、基于位置尋址等。

2 MSC日常維護重點項目

2.1 故障及告警處理

發(fā)生告警及時處理，是維護工作的基本工作規(guī)范。在日常維護中，最常見的是傳輸引起的告警，其次是硬件設(shè)備故障引起的告警。M SC維護工作中常見的告警及處理方法如下。

（1）傳輸引起的告警。在M SC告警監(jiān)測窗口中會有M AL或SAL告警。有時是多個PCM業(yè)務(wù)告警，有時是一兩個2M告警。發(fā)現(xiàn)傳輸告警，首先要核實告警的PCM承載業(yè)務(wù)情況，確認(rèn)告警影響范圍，是否影響某個局向的所有業(yè)務(wù)。若影響業(yè)務(wù)則應(yīng)按照應(yīng)急倒代方案立即執(zhí)行倒代措施；若不影響業(yè)務(wù)，需根據(jù)業(yè)務(wù)核實是否為共性問題，查詢相關(guān)臺賬、聯(lián)系本地傳輸網(wǎng)管從網(wǎng)管上確認(rèn)本端傳輸設(shè)備告警，以逐段排查故障點。若僅為一兩個PCM傳輸有問題，在M SC網(wǎng)管可以用指令查詢（STATD IU），此時在狀態(tài)欄（OST）可以看到DIS-M A或DIS-SA，分別對應(yīng)告警對象的M AL或SAL，其中M AL是近端告警，SAL是遠(yuǎn)端告警。M AL告警是由于丟失幀同步或丟失復(fù)幀同步引起的，即接收質(zhì)量信號太差或丟失引起。在保證傳輸通道良好的情況下嘗試在網(wǎng)管將其對應(yīng)D IU進行閉鎖解鎖。對D IU操作需按照“ACT-CBL-M BL-PLAM BL-ACT”的順序去做。需注意的是，在D IU被置成MBL狀態(tài)時，對應(yīng)的傳輸告警會消失，而且在剛對DIU 進行激活時，其狀態(tài)肯定是ACT，但這是虛假狀態(tài)，要等1～2 m in，才能得到真實的狀態(tài)。SAL告警非本端問題可能性較大。PCM 2 M傳輸故障，判斷故障點應(yīng)遵循“先室內(nèi)、后室外”的原則，先從本室DDF架即交換機設(shè)備直接連接的DDF架查起，分段向交換機設(shè)備環(huán)回，通過在M SC交換機網(wǎng)管終端配合用指令查詢該2 M（DIU）狀態(tài)，從而確定故障點，盡快排除。

（2）硬件設(shè)備告警。CP側(cè)核心控制板多為雙備份或N+1備份，故障率很低。某個硬件出現(xiàn)故障，在告警監(jiān)測窗口有告警提示。通過查看告警窗口相關(guān)記錄，能得到該告警的詳細(xì)信息，并根據(jù)系統(tǒng)文檔指示查找出故障點并加以排除。北京M SC比較典型的硬件故障為M B的0側(cè)M BDC板件故障。該故障現(xiàn)象是在調(diào)整部分線路中繼群（LTG）類型后，對這部分LTG激活操作時顯示CH0狀態(tài)異常。正常情況下將M B0側(cè)重新激活應(yīng)能恢復(fù)，但將M B0側(cè)重新激活后，發(fā)現(xiàn)所有LTG的CH0側(cè)均顯示異常。經(jīng)分析此問題為LTG共性問題，因為M SC所有LTG分布在不同的機柜中，查看機柜電源、配線包括架間電纜等沒有任何異常，并且LTG本身狀態(tài)及與CH1通信均正常。按照LTG與網(wǎng)絡(luò)SN之間的連接方式，SN的0，1側(cè)與LTG為交叉連接，若SN的某一側(cè)出現(xiàn)故障，不應(yīng)所有LTG均顯示0側(cè)異常，并且通過查詢交換網(wǎng)絡(luò)SN狀態(tài)均正常。分析LTG與M B的連接方式，M B0側(cè)與LTG0側(cè)、M B1側(cè)與LTG1側(cè)對應(yīng)連接相互通信，不交叉通信，說明M B0側(cè)存在異?？赡苄暂^大。準(zhǔn)備按照M BDC、M BDH、M BDA、M B機框順序排查更換，先對M B0側(cè)M BDC板進行更換并重新激活M B0側(cè)后，LTG的CH0側(cè)連接全部恢復(fù)，判斷為M BDC板件故障。機房中硬件告警頻率出現(xiàn)較多的是LTG板和IW E板。例如某個LTG端口的某個DIU故障，可通過指令STATDIU先查詢該LTG及其所有D IU端口狀態(tài)，若LTG狀態(tài)仍為ACT，則將該DIU狀態(tài)置為M BL，通過指令DIAGDIU對該DIU進行硬件診斷；若診斷無硬件故障，則將該端口激活，繼續(xù)查其他原因。若診斷出有硬件故障，則需要將該LTG其他端口及該LTG本身都置成M BL狀態(tài)，并且查詢該交換機的硬件配置文檔，找出對應(yīng)LTG在交換機機架上的具體位置，準(zhǔn)備更換此板件。由于目前北京核心網(wǎng)MSC交換機均配置的是LTGP類型，每個LTGP上配了4個LTG，因此還需要將該板上其他的幾個LTG及端口置成M BL狀態(tài)，準(zhǔn)備好備件，戴好防靜電手環(huán)，更換相應(yīng)LTGP板件。換好后，將各個端口激活，查看各端口狀態(tài)。

2.2 MSC日常監(jiān)測維護

（1）信令鏈路狀態(tài)的時時監(jiān)測 。GSM-R移動交換，與固網(wǎng)交換機最大的不同是各個設(shè)備間信令信息非常多且復(fù)雜。核心網(wǎng)M SC與HLR傳送移動應(yīng)用協(xié)議（M AP）、與SCP（智能網(wǎng)設(shè)備）之間傳送智能網(wǎng)協(xié)議（CAP）、與無線側(cè)BSC之間傳送BSSAP信令協(xié)議。所以M SC作為M SC/VLR/SSP/STP/GCR，每天處理著大量信令數(shù)據(jù)，檢查信令狀態(tài)就是非常必要的一項工作了。查詢工作可以通過指令DISPSIGLINK來實現(xiàn)，同時，在告警監(jiān)測窗口也能監(jiān)測到不正常的信令的相關(guān)告警信息。引起信令鏈路狀態(tài)異常告警的原因很多，如外部LTG或其D IU端口、PCM及其時隙發(fā)生障礙，內(nèi)部LTG或其DIU端口、PCM及其時隙發(fā)生障礙，交換網(wǎng)絡(luò)或其某個組件故障，處理信令協(xié)議的處理板故障，對端交換或傳輸設(shè)備故障等等。出現(xiàn)信令告警有時會同時出現(xiàn)其他告警，頻次最多的是傳輸M AL，SAL等告警，需要根據(jù)具體情況及時甄別、快速處理。目前在京津城際、京滬高速鐵路的Ab is接口、A接口上都采用接口信令監(jiān)測，為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及各種信令問題分析處理提供了強有力的監(jiān)測手段。

（2）中繼話路狀態(tài)的監(jiān)測。日常管理中，中繼電路狀態(tài)檢查每日必須進行。當(dāng)某個局向的中繼話路發(fā)生問題不可用時，通過在M SC交換機網(wǎng)管終端輸入中繼話路查詢指令（STATTRUNK），在輸出界面的STATUS列，會顯示中繼話路的當(dāng)前狀態(tài)。維護人員必須關(guān)注中繼話路顯示狀態(tài)，及時處置。

（3）監(jiān)測交換機CP側(cè)及M P側(cè)板位狀態(tài)。監(jiān)測交換機CP側(cè)及M P側(cè)板位及硬盤狀態(tài)應(yīng)重點檢查的項目：M P側(cè)板位狀態(tài)及硬盤信息、MP板的狀態(tài)、M P側(cè)硬盤信息包括硬盤總?cè)萘?、空閑空間及硬盤的安裝位置等。CP側(cè)板位狀態(tài)及硬盤信息：交換機CP側(cè)板位狀態(tài)、CP側(cè)硬盤信息包括硬盤卷標(biāo)、硬盤容量、當(dāng)前空閑空間、可新創(chuàng)文件的數(shù)量、已有文件的數(shù)量等。注意CP側(cè)硬盤允許創(chuàng)建文件數(shù)目有上限限制。日常維護人員應(yīng)該密切監(jiān)視CP及M P側(cè)板位狀態(tài)及硬盤狀態(tài)信息。

（4）做好交換機系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份。交換機系統(tǒng)數(shù)據(jù)按照計表維護周期按時備份，備份包括CP側(cè)和M P側(cè)數(shù)據(jù)備份，要把CP側(cè)和M P側(cè)數(shù)據(jù)均分別備份到硬盤和光盤兩種不同介質(zhì)上。另外，在局?jǐn)?shù)據(jù)進行大量變更或進行施工前也應(yīng)做好系統(tǒng)備份工作。需要注意的是，交換機硬盤最多只能存儲5組系統(tǒng)備份。

2.3 日常輔助管理注意事項

（1）設(shè)備標(biāo)簽、圖例明示。在北京核心網(wǎng)M SC機柜的前機柜門和后機柜門內(nèi)側(cè)，都貼有各類標(biāo)示。在設(shè)備的前機柜門內(nèi)側(cè)張貼著本機柜中各子框電路板示意圖，后機柜門內(nèi)側(cè)張貼著本機柜中本子框間及與其他子框連接線的示意圖，其他線路走向等等都有明顯的指示標(biāo)志。每項機柜都有明顯的標(biāo)示，設(shè)備自然狀況明了，便于運營維護工作有序開展。

（2）完善技術(shù)資料，圖紙與實物相符。隨著鐵路運營線路的發(fā)展，已相繼與多個核心網(wǎng)移動交換機實現(xiàn)了互聯(lián)。在互聯(lián)期間，各互聯(lián)電路完成立即修改相關(guān)臺賬，保證臺賬處于最新狀態(tài)?；ヂ?lián)完成后及時更新各相關(guān)網(wǎng)圖，每個互聯(lián)方向電路都單獨成賬。

3 核心網(wǎng)MSC與其他核心網(wǎng)節(jié)點MSC交換機互聯(lián)

作為全路GSM-R的中樞，北京鐵路局核心網(wǎng)M SC擔(dān)負(fù)著全路STP功能，在與其他核心網(wǎng)節(jié)點M SC交換機互聯(lián)時，需要考慮以下幾個方面的問題：

（1）傳輸通道需考慮的問題。充分利用鐵路目前覆蓋全路的傳輸網(wǎng)資源，要考慮通道采用不同徑路、不同設(shè)備?；ヂ?lián)電路通道按照承載業(yè)務(wù)分成兩部分，即每一種GSM-R業(yè)務(wù)分別承載在兩條不同的傳輸徑路上，并且避免不同徑路進入同一傳輸設(shè)備，切實保證雙徑路的獨立性，保證傳輸通道穩(wěn)定、可靠。

（2）MSC中繼端口分配需考慮的問題。MSC交換機選取2M 中繼電路端口時要將DIU 盡量分配在不同平面不同TSG 所帶的LTG 上。這樣保證在該中繼電路、該LTG發(fā)生故障或相關(guān)的TSG 交換網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，該局向業(yè)務(wù)仍然可用，不會導(dǎo)致對該局向業(yè)務(wù)全部中斷。

（3）信令鏈路配置需考慮的問題。在配置信令鏈路時，根據(jù)所需業(yè)務(wù)量預(yù)測出所需鏈路數(shù)量，要將不同鏈路分別配置在不同徑路的傳輸通道上，而且要保證在兩條以上的中繼電路時隙上。另外，M SC交換機在配置信令選取處理信令的模塊時，要將同一局向的多條信令分配給不同的信令模塊來處理，同時需考慮信令模塊的信令負(fù)荷平衡。這樣，保證在部分傳輸通道故障或M SC交換機信令處理單元發(fā)生障礙時，不影響對該局向的所有信令鏈路，確保業(yè)務(wù)不會因此而中斷。

（4）信令路由設(shè)置需考慮的問題。GSM-R業(yè)務(wù)主要是移動用戶與移動用戶、移動用戶與固定用戶之間的語音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，所以需要配置七號信令SCCP層數(shù)據(jù)。GT數(shù)據(jù)在該層配置，即創(chuàng)建對方M SC相關(guān)網(wǎng)元及業(yè)務(wù)的GT數(shù)據(jù)。其中配置數(shù)據(jù)時，M SC交換機首先盡量在GT層實現(xiàn)主備或負(fù)荷分擔(dān)方式配置的，其次在M TP層實現(xiàn)信令路由的第二路由設(shè)置，以提高可靠性。

（5）中繼源設(shè)置需考慮的問題。在完成互聯(lián)新創(chuàng)中繼電路時，為了區(qū)分不同局向的話務(wù)方向，可能會向中繼組電路分配不同的中繼源（每個M SC交換機的某個中繼源可以多個中繼組共同使用，也可以單獨分配給某個中繼組電路）。注意分配好中繼源后要全面考慮該話務(wù)呼叫方向，不能漏做相關(guān)源的呼叫字冠，否則可能會造成相關(guān)呼叫出現(xiàn)不通等問題。

要特別注意在實行節(jié)點互聯(lián)時，協(xié)調(diào)配置傳輸徑路及M SC信令資源、中繼資源，確保冗余配置，以實現(xiàn)部分設(shè)備單元有障礙時保證GSM-R業(yè)務(wù)暢通。

4 結(jié)束語

GSM-R既不同于中國移動的維護體系，相對與傳統(tǒng)的鐵路通信設(shè)備維護難度也較高，維護人員應(yīng)在堅持傳統(tǒng)通信系統(tǒng)維護工作規(guī)范的基礎(chǔ)上，從以上幾個方面予以關(guān)注，隨時查看信令鏈路、中繼電路、以及硬盤工作狀態(tài)，以便能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。今后，隨著高速鐵路的開通，GSM-R網(wǎng)絡(luò)即將步入網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化階段。搞好M SC運營維護，做好網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，是保證和提高整個GSM-R移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的關(guān)鍵。

[1] 鐘章隊，李旭，蔣文怡，等．鐵路GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)[M]．北京：中國鐵道出版社，2007

[2] 楊惠新．GSM-R在現(xiàn)代鐵路通信中的應(yīng)用[J]. 科技資訊，2006(28)：1-2

[3] 蔣笑冰，盧燕飛，吳昊. 現(xiàn)代鐵路通信新技術(shù)[M]. 北京：中國鐵道出版社，2006